Hình 3.8 Ý nghĩa hình học và năng lượng của phương trình Becnuli 3.4.3. Phương trình Becnuli viết cho toàn dòng chảy thực
3.4.4. Áp dụng phương trình Becnuli
Dụng cụ đo vận tốc ống Pito - Prandtl
Để đo vận tốc của một điểm trong dòng chảy ta cắm ống đo áp và ống Pito hình chữ L vào dòng chảy
19
Lưu lượng kế Venturi Áp dụng công thức
Hình 3.10 Ống Venturi
3.5.Phương trình biến thiên động lượng
3.5.1. Đối với dòng nguyên tố chuyển động dừng
Sự biến thiên động lượng theo gian của dòng chất lỏng bằng tổng ngoại lực tác dụng lên chúng.
20
3.5.2. Phương trình biến thiên động lượng đối với toàn dòng
Hình 3.12 Thành lập phương trình biến thiên động lượng cho toàn dòng
3.6.Phương trình momen động lượng
21
CHƢƠNG 4. CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT LỎNG KHÔNG NÉN ĐƢỢC
4.1.Trạng thái chảy của chất lỏng
4.1.1. Thí nghiệm Reynols Các trạng thái chảy: Các trạng thái chảy: Chảy rối; Chảy quá độ; Chảy tầng. Hình 4.1 Thí nghiệm Reynols 4.1.2. Số Reynols và vận tốc phân giới
Re < Repgd: Thì trạng thái của nó là chảy tầng; Re > Repgt: Thì trạng thái của nó là chảy rối;
Repgd < Re < Repgt: Thì trạng thái của nó có thể là chảy tầng hoặc rối; Repgt = 12000 – 50000; Repgd = 2320 ( Re < 2320: Trạng thái chảy tầng; Re > 2320: Trạng thái chảy rối).
4.2.Tổn thất năng lượng trong dòng chảy
22 Tổn thất cục bộ (hwc).
4.2.1. Tổn thất năng lượng dọc đường trong chảy tẩng
(Trong ống tròn nằm ngang)
Hình 4.2 Phân bố vận tốc, ứng suất của chảy tẩng trong ống tròn 4.2.2. Tổn thất năng lượng dọc đường trong chảy rối
Hình 4.3 Mặt cắt ngang dòng chảy rối trong ống tròn 4.2.3. Tổn thất năng lượng cục bộ
23
Bảng 4.1 Hệ số vật cản đối với một số loại vật cản điển hình
4.3.Dòng chảy tầng trong ống
4.3.1. Phương trình vi phân của chất lỏng chuyển động
4.3.2. Phân bố vận tốc
Biểu đồ phân bố vận tốc có dạng Parabol
4.4.Dòng chảy rối trong ống
Ở trạng thái chảy rối trong ống người ta đưa vào hệ số nhớt bổ sung, biểu đồ phân bố vận tốc có dạng logarit
24
CHƢƠNG 5. CHUYỂN ĐỘNG MỘT CHIỀU CỦA CHẤT KHÍ
5.1.Các phương trình cơ bản của chất khí
5.1.1. Phương trình trạng thái
Đối với chất khí hoàn hảo ta có:
5.1.2. Phương trình lưu lượng
Có dạng giống như chất lỏng nén được
5.1.3. Phương trình Becnuli
Đối với dòng nguyên tố của chất khí tưởng;
Xét quá trình đoạn nhiệt;
Xét quá trình đẳng nhiệt;
5.1.4. Phương trình Entanpi
(Nhiệt hấp thụ + Công của áp lực) = (Thế năng + động năng + nội năng + công cơ học + công ma sát)
25 Xét quá trình đoạn nhiệt
Hình 5.1 Thành lập phương trình Entanpi
5.2.Các thông số dòng khí
5.2.1. Vận tốc âm
Vận tốc âm phụ thuộc vào nhiệt độ tuyệt đối
Số Mắc là tiêu chuẩn quan trọng để đánh giá mức độ ảnh hưởng của tính nén được đến chuyển động, nó là tiêu chuẩn quan trọng của hai dòng khí tương tự.
M < 1: Dòng dưới âm; M = 1: Dòng quá độ;
M > 1: Dòng trên âm (siêu âm).
5.2.2. Dòng hãm và dòng tới hạn
Khi chất khí ở trạng thái tĩnh v = 0, người ta nói chất khí ở trạng thái hãm, còn p0, T0, ủ0.v.v...gọi là các thông số dòng hãm.
26
Áp suất;
Vận tốc;
Lưu lượng từ bình chứa ra ngoài
27
CHƢƠNG 6. TÍNH TOÁN THỦY LỰC ĐƢỜNG ỐNG
6.1.Phân loại
6.1.1. Dựa vào tổn thất năng lượng
Đường ống ngắn: Là đường ống có chiều dài không đáng kể, tổn thất năng lượng cục bộ là chủ yếu (hwc > 0,1 hw);
Đường ống dài: Là đường ống có chiều dài lớn, tổn thất năng lượng dọc đường là chủ yếu (hwc < 0,1 hw).
6.1.2. Căn cứ vào điều kiện thủy lực và cấu trúc đường ống
Đường ống đơn giản: Là đường ống có đường kính d hoặc lưu lượng Q không đổi dọc theo chiều dài đường ống;
Đường ống phức tạp: Là đường ống có đường kính d hoặc lưu lượng Q thay đổi nghĩa là gồm nhiều đường ống đơn giản ghép nối lại.
6.2.Những công thức dùng trong tính toán thủy lực đường ống
Phương trình Becnuli đối với chất lỏng thực;
Tính công suất tiêu hao khi vận chuyển đường ống;
Phương trình lưu lượng;
Q = V.
Công thức tính tổn thất.
28
6.3.Tính toán thủy lực đường ống đơn giản
6.3.1. Tính H1 khi biết H2; Q; l; d; n (độ nhám tương đối)
6.3.2. Tính Q khi biết H1; H2; l; d; n (độ nhám tương đối)
6.3.3. Tính d khi biết H1; H2; l; Q; n (độ nhám tương đối)
6.3.4. Tính d, H1 khi biết H2; l; Q; n (độ nhám tương đối)
Xác định vận tốc kinh tế, từ đó xác định được Q sau đó tính H1.
6.4.Tính toán thủy lực đường ống phức tạp
6.4.1. Hệ thống đường ống nối tiếp
Trường hợp nối tiếp kín
Hình 6.1 Sơ đồ ống nối tiếp kín
29
Hình 6.2 Sơ đồ ống nối tiếp kín có rò rỉ chất lỏng ở các chỗ nối 6.4.1. Hệ thống đường ống song song
Hình 6.3 Sơ đồ đường ống mắc song song 6.4.2. Hệ thống đường ống phân phối liên tục
Giả thiết ban đầu
30
Hình 6.4 Đường ống phân phối liên tục 6.4.3. Hệ thống đường ống phân nhánh hở
Các bước giải bài toán đường ống phân nhánh
Bước 1: Tính đường ống cơ bản
Xác định đường kính ống cơ bản theo vận tốc kinh tế
Xác định cột áp nguồn H0
Bước 2: Tính đường ống nhánh xác định đường kính của nó
31
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1] Hoàng Đức Liên (2007). Kỹ Thuật Thủy Khí. Đại học Nông Nghiệp, Hà Nội. [2] Huỳnh Văn Hoàng. Thủy khí kỹ thuật ứng dụng. Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, Đà Nẵng.
[3] Trần Văn Hưng. Thủy khí công trình. Đại học Cần Thơ, Cần Thơ.
Tiếng Anh
[4] Genick Bar - Meir (2013). Basics of Fluid Mechanics. Orange Grove Texts